Postupy klasického setí stále odolávají rostoucí popularitě redukovaných technologií s minimalizovaným zpracováním půdy. Ačkoliv na řadě stanovišť není možné setím s klasickou přípravou půdy dosáhnout nejefektivnějšího založení porostu, zůstává v evropských podmínkách stále velmi populární. Jednou z hlavních nedostatků je vysoká energetická náročnost a to především při předseťovém zpracování půdy. Energetickou náročnost lze snížit optimalizací zpracování půdy s ohledem na reálné požadavky osiva a půdní podmínky na stanovišti.
Hledání optimální intenzity předseťového zpracování půdy
Zpracování půdy je součástí zemědělství již od nepaměti. První rádla na rozrývání půdy se objevují již několik tisíc let před naším letopočtem. Předseťové zpracování půdy prováděné v posledních staletích bránami a kypřiči je energeticky i ekonomicky náročné. Provádí se zejména z následujících důvodů:
dosažení hodnot objemové vlhkosti půdy vhodných pro růst a vývoj rostlin
vytvoření optimální velikosti agregátů pro dobrou vzcházivost osiva
regulace plevelů, chorob a škůdců
zapravení posklizňových zbytků
Způsobem a kvalitou založení porostu je ovlivněna zejména vzcházivost osiva. S výjimkou písčité půdy je pro zajištění dobré vzcházivosti potřeba při zpracování půdy a předseťové přípravě snižovat velikost půdních agregátů. Závislost vzcházivosti obilnin na velikosti půdních agregátů uvádí Křen (2001). Nejvyšších hodnot je dosahováno v poměrně širokém rozpětí velikosti agregátů – 3 až 20 mm (tab. 1). Nezmiňuje se ale o souvislosti vzcházivosti a výnosu. Podle grafů uváděných ve článku téhož autora má významný vliv na výnos zejména humidnost ročníku a půdní druh.
Při setí ozimých obilovin v prvních dvou dekádách září (rané výsevy ozimé pšenice a výsevy ozimého ječmene) bývá půda sušší a proto je třeba vytvořit kvalitnější seťové lůžko než pro pozdější výsevy ozimých pšenic, které obvykle dostanou více vody. Těžká půda s vyšším obsahem jílnatých částic je po silnějších deštích náchylná na vytváření škraloupu, který snižuje vzcházivost. Je proto důležité, aby na povrchu seťového lůžka byly větší půdní agregáty a osivo bylo přitom v kontaktu s menšími. V těchto podmínkách pomůže separace půdních agregátů do dvou vrstev podle velikosti. Při předseťové přípravě toho lze dosáhnout pomalejší rychlostí při kypření a vláčení pasivními bránami nebo nižšími otáčkami aktivního nářadí (Křen 2001). Jestliže je při přípravě půdy používána vyšší pracovní rychlost, nedochází k uvedené separaci. Je to dáno zkrácením času potřebného k přesunutí menších agregátů dolů do prostoru, který zůstává za hřeby bran nebo radličkami kypřiče.
V našich podmínkách stále přežívá názor, že seťové lůžko pro obiloviny musí být velmi jemné. Vědecké práce to však popírají. Například Anken (1999) tvrdí, že jemné seťové lože sice podporuje vzcházivost, v žádném případě však nemá statisticky prokazatelný vliv na výnos obilovin. Při pěstování velkých ploch obilovin samozřejmě nastává i tlak z hlediska výkonu soupravy, který v důsledku znamená i práci soupravy za zvýšené vlhkosti půdy. Díky vžitému názoru je půda zbytečně podrobována příliš intenzivnímu zpracování, což se pochopitelně negativně projeví zejména na jejím strukturním stavu, na schopnosti propouštět srážkovou vodu, na výskytu aerobních živočichů, obsahu organických látek a tvorbě půdního škraloupu. Neméně významným faktorem jsou spotřebované pohonné hmoty a mzdové náklady, které v konečném důsledku nepřináší požadovaný efekt. Jednoduše shrnuto: seťové lůžko mnohdy nemusí být příliš jemné, aby porost dosáhl dobrého výnosu.
Optimální struktura seťového lože
Kritérium zabezpečení vláhy při současné dostatečné průchodnosti půdy pro teplo, vzduch, srážkovou vodu a vyvíjející se části rostlin (děložní lístky, kořeny) určují následující, částečně si odporující požadavky na seťové lože (Herberg 1988):
1. Horizont nad osivem by měl být hrudovitý a kyprý. Hroudy by měly být dostatečně odolné proti rozrušení silnými srážkami, aby na pozemku zůstal výhodný reliéf povrchu pokud možno co nejdéle. To znamená docílení dostatečně jemného, ale ne příliš intenzivního drobení.
2. Půda pod osivem by měla být dostatečně těsně uložená kvůli dostatečnému přívodu vody, naopak by měla být dostatečně kyprá, aby podpořila růst kořenů a nebránila odvodu přebytečné vody.
Pro stanovení optimálního zpracování seťového lože pro ozimou pšenici stanovil Anken (1996) následující kritéria: Půda by měla být zpracována tak jemně, aby na jejím povrchu v obdélníkovém rámu o rozměrech 400 x 600 mm leželo přibližně 15 – 25 hrud s průměrem větším než 40 mm. Zpracování půdy je příliš jemné, pokud se nevyskytují na povrchu půdy takřka žádné hroudy s touto velikostí a je naopak příliš hrubé, pokud se na povrchu půdy vyskytují ještě hroudy s průměrem větším než 100 mm. Strukturu půdy je ovšem nutné přizpůsobit velikosti semen. Menší semena vyžadují jemnější strukturu. Jako srovnávací prvek použil autor mince s průměrem 40 mm.
Při pěstování ozimé pšenice je dosaženo lepší vzcházivosti semen při jemněji zpracovaném seťovém lůžku. Toto srovnání bylo hodnoceno polním pokusem (Anken 1999), kdy byly sledovány pozemky ošetřené kypřičem s pružnými radličkami a vířivým kypřičem. Naopak odnožování bylo u pozemku ošetřených kypřičem s pružnými radličkami nejlepší. Je tedy prokázáno, že výnos u ozimé pšenice nekoreluje se vzcházením a potažmo s jemností zpracování.
Faktory ovlivňující vytvoření optimálního stavu seťového lůžka
Souprava pro předseťové zpracování půdy je při tvorbě seťového lože limitována jak technickými parametry agregovaných strojů (tahače, vířivého kypřiče apod.) tak okamžitým stavem zpracovávané půdy. Z hlediska zaměření tohoto článku na klasické způsoby setí se budeme zabývat především soupravou pro předseťové zpracování půdy ve složení traktor a vířivý kypřič. Tyto poznatky však z větší části platí i pro jiné stroje s poháněnými nástroji agregované s traktorem.
Půdní vlastnosti ovlivňující tvorbu seťového lože
V dosavadních systémech hospodaření s půdou není v dostatečné míře zohledněna lokální rozdílnost půdních vlastností. Nepříznivým důsledkem jednotného zpracování půdy na velkých pozemcích je nadměrná energetická náročnost zásahů a nepřiměřenost působení pracovních nástrojů strojů na půdu z hlediska požadovaného účinku. Nedostatečné rozdrobení hrud na místech s horší zpracovatelností půdy je příčinou zhoršení kvality seťového lůžka. Nadměrně intenzivní působení pracovních nástrojů strojů vede naopak k narušování půdních makrostrukturních agregátů a k celkovému zhoršení půdní struktury. Vyhodnocování stanovištní heterogenity ukazatelů zpracovatelnosti půdy na velkých pozemcích může být podkladem pro prostorově proměnné zásahy. Mašek a Kroulík (2001) prokázali při polním pokusu závažné snížení kvality předseťového zpracování v některých místech pozemku. Kvantifikovali ho měřením penetračního odporu vytvořeného seťového lože. Výskyt hrud s vyšším penetračním odporem před přípravou půdy korespondoval s výskytem míst s vyšším penetračním odporem seťového lože po zpracování. Hlavní příčinou nevyrovnanosti kvality byl rozdílný stupeň zhutnění ornice vyvolaný častými přejezdy na určitých místech pozemku.
Makrostrukturní půdní agregáty vytvořené při základním zpracování půdy resp. stávající nezpracovaná půda po sklizni předplodiny se vyznačují určitou stabilitou ve vztahu k obsahu vody a působící mechanické energii. Pevnostní stabilita je určena mj. obsahem jílu (půdním druhem), obsahem vody a obsahem organické hmoty (humusu). Úroveň destabilizace je hodnocena množstvím mechanicky rozptýleného jílu a množstvím stabilních agregátů s velikostí nad 0,25 mm při prosévání za mokra. Množství rozptýleného jílu roste s obsahem vody v půdě. Bez mechanického zpracování půdy roste množství rozptýleného jílu prudce s poklesem obsahu humusu. Závěr, ke kterému dospěli Watts a Dexter (1997) na základě výše uvedených skutečností tedy říká, že čím sušší je půda a čím vyšší je obsah humusu, tím lepší je její strukturální stabilita. Půdní agregáty s obsahem vody nad mezí plasticity jsou již téměř nevnímavé k drobení mechanickými prostředky. Dále dospěli k poznatku, že dlouhodobé snižování obsahu humusu v půdě vede k růstu vnitřního napětí půdních agregátů a k snížení jejich strukturální stability plus rostoucí citlivosti půdy na degradaci struktury předseťovou přípravou.
Zmenšování velikosti půdních agregátů na těžké půdě s vysokým obsahem jílnatých částic pomáhá postupné zamrzání a rozmrzání půdy nebo také postupné vysychání a nasycování půdy vodou. Na lehčí půdě má doba provedení předseťové přípravy menší vliv na výslednou velikost půdních agregátů než na těžké půdě, kde provedení základního zpracování před zimou umožňuje připravit mnohem lepší seťové lůžko. Při základním zpracování těžké půdy na jaře je pro dosažení stejné kvality seťového lůžka potřeba několikrát více energie na předseťovou přípravu. S vyšší spotřebou energie na předseťovou přípravu je třeba počítat i v případě, kdy během procesu slehávání ornice po orbě dojde k nadměrnému proschnutí orniční vrstvy (Křen 2001).
Technické parametry soupravy pro přípravu seťového lože
Podstatným rysem působení pracovních nástrojů strojů pro předseťové zpracování půdy je jejich účinek působící při vnikání do půdy. Významný faktor v kvalitě zpracování však představují i možnosti traktoru (Scarlett 1997). Výkonová charakteristika motoru a účinnost převodů určují vhodnost motoru pro provedení úkolu a flexibilitu se kterou může být používán. Je především na řidiči, jak dokáže sladit (podle zkušeností) působení traktoru a stroje změnou nastavení parametrů traktoru i stroje v závislosti na okamžitém stavu pozemku. Tyto změny mohou nastávat i v průběhu směny a jsou silně ovlivněny zručností řidiče i jeho únavou.
Scarlett (1997) uvádí, že maximalizace výkonnosti při zachování kvality výsledného seťového lože předpokládá přesné dodržování pracovní hloubky a adekvátní (ne přehnaná) redukce velikosti půdních makroagregátů. Dodává, že intenzita zpracování je závislá především na poměru pojezdové rychlosti soupravy a otáčkách pracovních nástrojů. Doba účinku kinetické energie způsobující destrukci hrud při jejich průchodu strojem v kombinaci s dopřednou rychlostí traktoru a otáčením rotoru určuje tzv. krok pracovního nástroje (bite length), tj. dobu mezi opětovným kontaktem nástroje s půdou. Růst délky kroku (snížením otáček rotoru a/nebo zvýšením rychlosti soupravy) snižuje intenzitu zpracování, což způsobuje menší redukci velikosti hrud a naopak. Jak se tedy zdá, pracovní hloubka pracovních nástrojů a kvalita zpracování půdy (velikostní struktura půdních agregátů) mohou být stále kontrolovány a seřizovány, aby byla zachována kvalita práce. Podle novějších výzkumů provedených Bentleyem (2000) však pracovní hloubka vířivého kypřiče nemá statisticky významný vliv na intenzitu zpracování (snižování aritmetického průměru hrud).
Bentley a kol. (2000) ve svém experimentu zkouší najít vztahy mezi jednotlivými parametry vířivého kypřiče, aby jejich optimální kombinací zajistil optimální funkci a využití tohoto stroje. Všímá si pracovní rychlosti soupravy, otáček rotorů kypřiče, pracovní hloubky, příkonu stroje a stupně velikostní redukce hrud (intenzity zpracování). Stanovil následující vztahy – příkon stroje je přímo úměrný pojezdové rychlosti soupravy, otáčkám rotoru a pracovní hloubce; velikostní redukce hrud (intenzita zpracování) je nepřímo úměrná otáčkám rotorů a pojezdové rychlosti soupravy.
